专利名称：充电设备、处理盒和使用充电设备的成像装置的制作方法
背景技术：
发明领域本发明涉及用充电辊(charging roller)给电子照相成像装置内的图像承载部件(image bearing member)充电并含有用于清洁充电辊的清洁器的充电设备(charging device)。此外，本发明还涉及使用清洁设备(cleaning device)和用此充电设备的处理盒(process cartridge)的成像装置，例如复印机和打印机。
背景技术：
在常规的电子照相成像装置中，图像通常由下述的方法形成(1)用充电器给诸如光感受器的图像承载部件充电以将预定极性的电荷施加到图像承载部件上(即，充电过程(charging process))；(2)在成影像的光中将图像承载部件曝光以在图像承载部件上形成静电潜像(即，光照射过程(light irradiation process))；(3)用含有与静电潜像相同极性的电荷的调色剂，将静电潜像显影以形成调色剂图像(即，显影过程(developing process))；(4)将调色剂图像转印到接收材料上，例如纸(即，转印过程(transferringprocess))；(5)通过对调色剂图像加热和施加压力将其定影在接收材料上，因此形成硬拷贝(hard copy)的调色剂图像(即，定影过程(fixing process))。
即使是在转印过程之后，少量的调色剂颗粒还会残留在图像承载部件的表面上。因此，在下一个充电过程之前，图像承载部件的表面通常用诸如清洁刀片(cleaning blade)和清洁毛刷(cleaning brush)的清洁器清洁以从图像承载部件上除去残余的调色剂颗粒。
最近，在充电过程中通常使用接触充电法或短程充电法；在接触充电法中，通过与图像承载部件接触的导电充电辊，将电压施加到图像承载部件上；在短程充电法中，通过位于图像承载部件附近的导电充电辊，将电压施加到图像承载部件上。这是因为这些充电方法具有能减少充电器放电所生成的臭氧的量和充电器的能量消耗的优点。
然而当没有充分地清除残余的调色剂颗粒时，发生残余的调色剂颗粒粘附到接触充电辊或短程充电辊之上的问题。这是因为残余的调色剂颗粒通常包括含有与充电辊电势的极性相反的电荷的调色剂颗粒，并且充电辊吸引这些带有反向充电的(reversely-charged)调色剂颗粒，导致调色剂颗粒粘附在充电辊的表面上。此外，带有与充电辊电势的极性相反的电荷的灰尘，例如由接收纸生成的纸灰尘，也粘附到充电辊上。
最近需要能够产生出高质量和高清晰度(hifh definition)图像的电子照相成像装置。因此，通常用具有相对小的颗粒直径的球形调色剂形成调色剂图像，在调色剂图像中，此种小的球形调色剂颗粒能密集地粘附到静电潜像上。然而，此种小的球形调色剂颗粒具有缺陷，即当残余在图像承载部件上的调色剂颗粒被清洁刀片刮掉时，调色剂颗粒通常涌入图像承载部件和清洁刀片之间的辊隙(nip)，这导致发生对图像承载部件的表面的清洁较差(即，充电辊被调色剂颗粒污染)。因此，有必要清洁充电辊的表面以防止出现各种问题。
公开而未审查的日本专利申请2002-221883公开了一种充电辊的清洁设备，在此设备中，当毛刷辊被旋转的充电辊驱动时，仅运用毛刷辊本身的重量使其与充电辊接触。用做毛刷辊的刷毛的纤维的长度不长于2mm，优选为0.4-0.6mm。可通过使用静电力将短纤维植入辊上的方法制备此毛刷辊。
然而，当毛刷辊上的纤维长度短时，毛刷辊在刷毛中能包含的调色剂颗粒的量有限。在处理盒包括充电辊的情况下，充电辊应与组成处理盒的、具有相对较长的寿命的各个其它部件具有同样的寿命。因此，含有如此毛刷辊的清洁设备不适合这种处理盒。
此外，清洁设备有必要清洁粘附到充电辊上的外来物质，例如纸灰尘。
因为这些原因，需要一种带有能有效地、长时间地清洁通过静电粘附到充电辊表面上物质的清洁器的充电设备。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种带有能有效地、长时间地清洁通过静电粘附到充电辊表面上物质的清洁器的充电设备。
本发明的另一个目的是提供一种处理盒和能长时间产生高质量和高清晰度图像的成像装置。
简单地讲，可通过包括含有金属圆筒(metal cylinder)和位于金属圆筒上的弹性层(elastic layer)的充电辊的充电设备、为清洁该充电辊所设置的清洁器和当偏压(bias)被施加到充电辊上时，为将与充电辊基本上相同的电势(potential)赋予清洁器的导电毛刷辊所设置的部件(member)，实现这些目的和下文中更易理解的其它的目的。该清洁器包括含有辊和位于导电辊的辊之上的刷毛。该刷毛包括宽为0.1-20但尼尔(denier)，长为0.3-2.5mm，以7,000-46,000根/平方厘米的密度植入的纤维。
导电毛刷辊优选含有10-108Ω的电阻。
纤维优选为尼龙纤维。
刷毛优选地经过底层处理(back coating treatment)，其中纤维束是用底布(foundation cloth)和辊使用导电树脂固定的，以使纤维具有良好的导电性并且将纤维固定到毛刷辊的辊上。
部件优选是为连接毛刷辊的轴(shaft)和充电辊的轴所设置的刀片弹簧(blade spring)。
当导电毛刷辊被充电辊驱动时，导电毛刷辊优选地与充电辊一起旋转。另外，毛刷辊能旋转因此在它们的接触点与充电辊接触。
清洁器优选含有为在其纵向使毛刷辊振动所设置的振动设备(oscillatingdevice)。
为轻微地改变毛刷辊和充电辊之间的接触点，清洁器在其轴上可含有单向离合器(one-way clutch)。
本发明的另一方面是提供处理盒，其可被可拆卸地连接到成像装置上，其包括至少一个为承载静电潜像所设置(configured)的图像承载部件；为给图像承载部件充电所设置的充电器，其中充电器是上述的充电设备。
本发明的另一方面是提供成像装置，其包括图像承载部件；为给图像承载部件充电所设置的充电器；为用成影像的光照射充电的图像承载部件以在图像承载部件上形成静电潜像所设置的光照射器；为用包括调色剂的显影剂显影静电潜像以在图像承载部件上形成调色剂图像所设置的显影设备；为转印调色剂图像到接收材料上所设置的转印设备；为将调色剂图像定影到接收材料上所设置的定影设备，其中充电器是上述的充电设备。
调色剂优选具有3-8μm的体均颗粒直径(volumn average particlediameter，Dv)和1.00∶1.40的体均颗粒直径(Dv)和数均颗粒直径(numberaverage particle diameter，Dn)之比。
此外，调色剂的各形态因子(form factor)SF-1和SF-2优选大于100，不大于180。
优选地用下述方法制备调色剂将包括至少一种包含含有氮原子的官能团的聚酯预聚物、另一种聚酯树脂、着色剂(colorant)和脱模剂(release agent)的调色剂组成分散或溶解在有机溶剂中，制备调色剂组成液体；将调色剂组成液体分散在包括能够使聚酯预聚物的官能团反应以交联和/或伸长聚酯预聚物的的化合物的水性介质中并在水性介质中形成调色剂颗粒。
调色剂优选具有球形，并优选满足下列关系0.5≤r2/r1≤1.0；和0.7≤r3/r2≤1.0，其中r1表示调色剂的长轴(major-axis)颗粒直径，r2表示调色剂的短轴(minor-axis)颗粒直径，r3表示调色剂的厚度，其中r3≤r2≤r1。在这种情况下，观察100个调色剂颗粒以确定r2/r1和r3/r2的比。
当结合附图考虑本发明的下述优选实施方案的描述时，本发明的这些目的和其它目的，特征和优点将会明显。
当结合附图考虑本发明的其它的各个目的、特征和附带的优点时，将会更充分地理解以及更好地从详述中了解本发明的其它的各个目的、特征和附带的优点。附图中相同的参考字符表示全文的相同的相应部分，其中图1是阐述含有本发明充电设备实施方案的成像装置的截面的示意图；
图2是图1所示的成像装置的主要部分的放大图；图3是阐述本发明充电设备的清洁器的实施方案的示意图；图4是阐述在充电设备中用的部件的实施方案的示意图，该部件将与充电辊相同的电势赋予导电毛刷辊；图5是阐述本发明充电设备中用的，植入到毛刷辊的辊上的刷毛的放大图；图6A和6B是用于说明调色剂颗粒的形态因子SF-1和SF-2的调色剂颗粒的投影图像；图7A至7C是用于说明调色剂颗粒的长轴颗粒直径、短轴颗粒直径和厚度的调色剂颗粒的示意图。
具体实施例方式
下文将根据
本发明。
图1是阐述含有本发明充电设备实施方案的成像装置的截面的示意图。图2是图1所示的成像装置的主要部分的放大图；成像装置(即，电子照相复印机)100包括读入正本图像的扫描仪单元20、在接收材料5上复制读入的图像的成像单元30和及时向成像单元30添加接收材料5的进纸单元40。成像单元30包括用做图像承载部件的光感受器1、充电器2、光照射器3、显影设备4、转印设备6、定影设备7和清洁设备8；就在转印过程之后，这些设备被安置在光感受器1附近。数字9表示为用光照射光感受器1以释放残余在光感受器1的电荷所设置的放电装置(discharger)。
光感受器1包括诸如非晶金属(例如非晶硅和非晶硒)的光电导材料，以及有机化合物，例如双偶氮颜料和酞菁颜料。考虑到环境保护和光感受器的后处理，优选使用有机化合物。
充电器2包括含有金属圆筒和形成在金属圆筒外围表面上的弹性层的充电辊2a、清洁器2b和与充电辊2a相连的电源(图中未显示)。电源将高压施加到充电辊2a以在充电部分形成预定的高电场，在充电部分内充电辊2a正对着光感受器1。结果是，在充电部分发生电晕放电，因此光感受器1的表面被均匀地充电。
清洁器含有为清洁充电辊2a所设置的导电毛刷辊。下文中将清楚地说明清洁器2b。
光照射器3将由扫描仪单元20中的扫描仪读入的或从诸如个人计算机的外部设备中发出的数据转换成图像数据。光照射器3用成影像的激光3a通过包括多角镜、镜子和透镜等光学系统(图中未显示)照射光感受器1的表面。
显影设备4包含承载包括调色剂的显影剂以供应此显影剂到光感受器1的显影剂承载部件、供应调色剂的舱(room)、为控制在显影剂承载部件4a形成的显影剂层的厚度所设置的显影剂调节器和其它部件。显影剂承载部件4a被安置在光感受器1的附近，在其间形成小缝隙(gap)。
显影剂承载部件4a包括被支撑的可旋转的圆筒形显影剂承载部件和被定影到圆筒形显影剂承载部件内部而因此与圆筒形显影剂承载部件共轴的磁辊。在显影剂承载部件4a在其外围表面上通过磁辊的磁力承载显影剂的同时，显影剂承载部件4a传送显影剂。显影剂承载部件4a是导电性的，由非磁性材料形成。此外，电源与显影剂承载部件4a连接，以向其施加显影偏压。也就是，将电压施加到显影剂承载部件4a上以在光感受器1和显影剂承载部件4a之间生成电场。
转印设备6包括转印带6a、转印偏压辊6b和张力辊6c。转印偏压辊6b含有金属圆筒和形成在金属圆筒上的弹性层。当从光感受器1转印调色剂图像到接收材料5上时，施加压力到转印偏压辊6b以挤压接收材料5到光感受器1上。
转印带6a是由诸如聚酰亚胺膜的具有高耐热性的材料形成的无缝带(seamless)。可在转印带6a的最外层的表面上形成含氟的树脂层。此外，还可在转印带的底层(base)材料和含氟的树脂层之间形成硅(氧)橡胶层。当紧密地伸展转印带6b时，装备张力辊6c以使转印带6b旋转。
定影设备7包括其内含有诸如卤灯(halogen lamp)加热器的定影辊和与定影辊压力接触的压力辊。定影辊含有金属圆筒、厚为100-500μm(优选约400μm)的弹性层(例如，硅氧橡胶层)和包括诸如含氟树脂的脱模树脂的最外层的树脂层。通常使用树脂管，例如四氟乙烯/全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)管形成最外层的树脂层。最外层的树脂层的厚度优选为10-50μm。向定影辊的外围表面装备温度监测器以测量定影辊表面的温度并控制温度使其在约160-200℃范围之间。
压力辊包括金属圆筒和在金属圆筒上形成的防偏移层(offset preventinglayer)。通常防偏移层由诸如四氟乙烯/全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)和聚四氟乙烯(PTFE)的材料形成。与定影辊类似的，在金属圆筒和防偏移层之间可形成弹性层。
用于清洁光感受器1的清洁设备8包括第一清洁刀片8a和相对于光感受器1的旋转方向，位于第一清洁刀片下游的第二清洁刀片。此外，清洁设备8还包括为收集由清洁所得到的调色剂颗粒所设置的收集部件8d、为传送收集到的调色剂颗粒所设置的收集卷8c、以及为容纳收集到的调色剂颗粒所设置的容器(图中未显示)。
第一清洁刀片8a是由诸如金属、树脂和橡胶的材料所形成的。在这些材料中，优选使用橡胶，例如含氟橡胶、硅氧橡胶、丁基橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶和聚氨酯橡胶。更具体地，更优选使用聚氨酯橡胶。第一清洁刀片主要清洁转印过程后残余在光感受器1表面上的调色剂颗粒。
第二清洁刀片8b主要清洁粘附到光感受器1的表面象膜一样的材料，例如调色剂内包括的添加剂。形成第二清洁刀片8b的材料与形成第一刀片的材料相同，但是通常包括能有效清洁形成在光感受器1上的膜材料的研磨剂。
然后，下文中将说明用于清洁充电辊表面的本发明充电设备的清洁器。
图3是阐述本发明含有清洁器的充电设备的示意图。清洁器2b包括安置于充电辊2a上半部分的导电毛刷辊20。导电毛刷辊的轴两端可移动地衔接在各个承载部件11上形成的各个导向槽(guide slot)12。因此，毛刷辊20运用其本身的重量使其与充电辊2a接触。此外，因为导电毛刷辊的轴两端可移动地衔接导向槽12，所以当被充电辊2a驱动时，毛刷辊20按箭头指定的方向旋转。
因为毛刷辊20被充电辊2a驱动，所以没有必要装备毛刷辊20的驱动设备，因此可简化清洁器2b的配置。此外，应避免以过度的压力用毛刷辊20挤压充电辊2a，因此可防止磨损充电辊2a的表面。
毛刷辊20上面含有刷毛，在刷毛内以7,000-46,000根纤维/平方厘米的密度植入宽为0.1-20但尼尔、长为0.3-2.5mm的纤维。如果纤维太细，当毛刷辊20与充电辊2a接触时，刷毛易于倾倒(fall down)。反之，如果纤维太粗，纤维的密度降低，将降低清洁器的清洁效率。
如果纤维的密度太低，会降低清洁效率。反之，如果密度太高，刷毛中容纳收集到的调色剂颗粒的空间减少。如果纤维太长，当毛刷辊20与充电辊2a接触时，刷毛会倾倒。
通过使用含有上述刷毛的毛刷辊20，在刷毛中可容纳大量收集到的调色剂颗粒的同时，能有效地清洁充电辊2a的表面。
清洁器2合有一种部件，当施加充电偏压到充电辊2a以对光感受器1充电时，该部件将与充电辊2a基本上相同的电势赋予毛刷辊20。通常，粘附到充电辊2a上的材料含有与充电偏压极性相反的电荷。更具体地，这些材料是，例如，残余在光感受器1上的反向充电的调色剂颗粒和被充电辊2a静电吸引的灰尘，例如纸尘。通过在毛刷辊20上装备上述的部件并且通过毛刷辊20的机械清除作用和静电清除作用，能容易地和有效地将粘附到充电辊2a上的材料转移到毛刷辊20上。
机械装置(mechanism)的具体实例包括将偏压施加到毛刷辊的设备。然而，考虑到节省空间，清洁器优选使用如图4所示的部件。
图4是将与充电辊2a相同的电势赋予毛刷辊20的部件的实施方案。根据图4，使用刀片弹簧13连接毛刷辊20的轴与充电辊2a的轴。通过刀片弹簧13，被施加到充电辊2a轴上的偏压也被施加到毛刷辊20轴上，因此毛刷辊20含有基本上与充电辊2a相同的电势。
为了使毛刷辊20含有与充电辊2a相同的电势，毛刷辊20的电阻优选在10-108Ω之间。
毛刷辊20的刷毛中用的材料的具体实例包括尼龙树脂、三醋酸酯树脂、丙烯酸树脂和特氟隆(TEFLON_)。考虑到成本和可清洗性，在这些材料中优选使用尼龙树脂。
图5是阐述毛刷辊20的刷毛的放大图。通过如图5所示的双缝法(double stitching)连接纤维束14和底布15。纤维优选地经过底层处理，在底层处理中，通过导电树脂将纤维束14固定到底布15上，以向纤维14提供良好的导电性并且将纤维14固定到毛刷辊20的辊上。使用导电胶粘剂16将带有纤维14的底布15粘附到辊(或轴)上以制备毛刷辊20。通过用底层处理法处理纤维，可将刷毛固定到辊上，因此能延长毛刷辊20的寿命。
在图3中，当毛刷辊20被充电辊2a驱动时，可使毛刷辊旋转，即，毛刷辊20的旋转方向(即，逆时针方向)与充电辊的方向(顺时针方向)相反。然而，可使毛刷辊20旋转，使得充电辊2a在其接触处反向相遇(counter)，即，毛刷辊20的旋转方向可以与充电辊2a的方向相同。通过使毛刷辊20的旋转方向与充电辊2a相同，可进一步改进毛刷辊20的机械清洁能力。
为了使毛刷辊20的旋转方向与充电辊2a的相同，通常使用的机械装置中，通过充电辊2a和毛刷辊20之间的齿轮，将充电辊2a的旋转转移到装备在毛刷辊20的轴上的齿轮上。
此外，清洁器2b优选含有为在毛刷辊20的纵向使其振动所设置的振动机械装置。例如，在毛刷辊20的轴顶端上装备轴承(bearing)，使其正对着齿轮的振动装置的表面。当充电辊2a旋转时，也使得含有振动装置的齿轮旋转，因此在毛刷辊20的纵向振动毛刷辊20。
通过振动毛刷辊20，可均匀地清洁充电辊2a的表面。更具体地，通常从接收纸的两个边缘部分产生纸灰尘，因此纸灰尘主要粘附在光感受器1的边缘部分。然后将纸灰尘转移到充电辊2a的边缘部分。通过振动毛刷辊20，很容易从充电辊2a上清除这些纸灰尘。
另外，可在毛刷辊20的轴上装备单向离合器。在成像操作中，锁住单向离合器，即停止运行毛刷辊。因此，当停止的毛刷辊20摩擦充电辊2a时，可清洗充电辊2a。完成成像操作后，当轻微地反向旋转光感受器1时，可使光感受器1停止。此处，也可通过单向离合器轻微地旋转毛刷辊20，然后使其停止。通过使用这种机械装置，可防止毛刷辊20与充电辊以过高的压力接触，因此防止充电辊2a表面的磨损。此外，可逐步地改变毛刷辊20和充电辊2a的接触表面，因此可随时地很好地进行清洁过程。
上述用于清洁充电辊的清洁器不仅可用于成像装置中，而且还可用于包括至少一种光感受器和充电器以及任选地包括一种或多种诸如显影设备和清洁光感受器设备的处理盒中。更具体地，在处理盒的充电器上还可以装备上述用于清洁充电辊的清洁器。通过装备清洁器，可清洁充电辊的表面，并且长时间内很好地进行充电。因此，可延长充电辊的寿命使其与处理盒的其它设备和部件的寿命相同。
本发明的含有充电设备和清洁器的成像装置并不局限于上述的实施方案。本发明的范围还包括，例如包括中间转印介质的成像装置，该中间转印介质承载从光感受器转印来的调色剂图像，并将调色剂图像重新转印到接收材料；包括多个光感受器以产生多色图像的成像装置等装置。
本发明成像装置中用的调色剂优选具有3-8μm的体均颗粒直径(Dv)，体均颗粒直径(Dv)和数均颗粒直径(Dn)之比优选为1.00∶1.40。也就是，优选使用颗粒直径相对小的和颗粒直径分布窄的调色剂。通过使用颗粒直径小的调色剂，可将调色剂密集地粘附到静电潜像之上，而不会从潜像上突出，因此生成高密度和高质量的图像。通过使用颗粒直径分布窄的调色剂，可使调色剂颗粒的电荷数量均匀，因此生成无背景显影的高质量图像。此外，还可改进调色剂的可转印性，因此可减少在光感受器上残余的调色剂颗粒的数量，延长了用于清洗充电辊的清洗器的寿命。
本发明成像装置中用的调色剂优选具有球形以使调色剂的形态因子SF-1和SF-2在下述特定的范围内。图6是用于说明形态因子SF-1和SF-2的示意图。
如图6A所示，形态因子SF-1表示调色剂的球度，其定义如下式(1)SF-1＝{(MXLNG)2/(AREA)}×(100π/4) (1)其中MXLNG表示围绕调色剂颗粒图像的圆的直径，其中图像是通过显微镜观测得到的；AREA表示该图像的面积。
当SF-1为100时，调色剂颗粒为真球形。可知，随着增加SF-1，调色剂的形态与真球形大不相同。
如图6B所示，形态因子SF-2表示调色剂颗粒的凹度和凸度，其定义如下式(2)SF-2＝{(PERI)2/(AREA)}×(100/4π)(2)其中PERI表示显微镜观察到的调色剂颗粒图像的周长；AREA表示该图像的面积。
当SF-2为100时，调色剂颗粒的表面没有凹度和凸度。可知，随着增加SF-2，调色剂的表面更加粗糙。
确定形态因子SF-1和SF-2的方法如下(1)使用扫描电子显微镜(日立有限公司(Hitachi Ltd.)制造的S-800)，拍摄调色剂颗粒的相片；(2)使用图像分析仪(Nireco Corp.制造的LUZEX 3)，分析100个调色剂颗粒的颗粒图像。
成像装置中用的调色剂优选具有大于100、不大于180的形态因子SF-1和大于100、不大于180的形态因子SF-2。当调色剂含有接近真球形的颗粒形态时，调色剂颗粒与另一调色剂颗粒的接触面积降低，这导致降低调色剂颗粒之间的粘着力，因此调色剂具有良好的流动性。此外，调色剂颗粒与光感受器的接触面积也降低，导致降低调色剂颗粒对光感受器的粘着力，因此改进调色剂的可转印性。另一方面，具有形态因子SF-1和SF-2为100的球形调色剂易于涌入第一清洗刀片8a和光感受器1之间的缝隙，因此调色剂优选具有大于100的形态因子SF-1和SF-2。如果形态因子SF-1和SF-2太大，易于发生调色剂颗粒被分散在调色剂图像周围的调色剂分散问题，降低了图像质量。因此，形态因子SF-1和SF-2优选不大于180。
优选地用下述方法制备本发明成像装置中用的调色剂(1)将包括至少一种包含含有氮原子的官能团的聚酯预聚物、另一种聚酯树脂、着色剂和脱模剂的调色剂组成分散或溶解在有机溶剂中，制备调色剂组成液体；(2)将调色剂组成液体分散在包括能够使聚酯预聚物的官能团反应的化合物的水性介质中，交联(corsslinking)和/或伸长(elongation)聚酯预聚物，以制备调色剂颗粒。
下文中将详细地说明调色剂组成和制造调色剂的方法。
改性聚酯树脂本发明的调色剂包括一种作为粘合剂的改性聚酯树脂(i)。用诸如胺的化合物，通过交联和/或伸长包含含有氮原子的官能团的聚酯预聚物，优选地制备该改性聚酯树脂(i)。
改性聚酯树脂(i)是指一种含有不同于酯基的基团的聚酯树脂或一种聚酯树脂，其中不同于聚酯树脂的树脂成分是通过共价键或离子键与聚酯树脂结合的。更具体地，改性聚酯树脂是指通过在聚酯树脂的端部结合能与羧基或羟基反应的官能团，例如异氰酸酯基，然后将该聚酯树脂与含有活性氢原子的化合物反应所制备的改性聚酯树脂。
用作改性聚酯树脂(i)的合适改性聚酯树脂包括含有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)与胺(B)的反应产物。关于含有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)，例如，可使用通过包含含有活性氢原子基团的聚羧酸(PC)和多羟基化合物(PO)的缩聚产物与聚异氰酸酯(PIC)反应的方法所制备的聚酯。
含有活性氢原子的适合的基团包括羟基(醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基和巯基等。在这些基团中，优选醇羟基。
适合的多羟基化合物(PO)包括二元醇(DIO)和含有三个和多个羟基的多元醇(TO)。优选单独使用二元醇(DIO)或二元醇(DIO)中加有少量多元醇(TO)的混合物。
二元醇(DIO)的具体实例包括烷撑二醇(例如，乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇和1，6-己二醇)；烷撑醚二醇(例如，二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基醚二醇)；脂环二醇(例如，1，4-环己烷二甲醇和氢化双酚A)；双酚(例如，双酚A、双酚F和双酚S)；上述的脂环二醇和环氧烷(例如，环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物；上述的双酚和环氧烷(例如，环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物等。
在这些化合物中，优选使用含有2-12个碳原子的烷撑二醇和双酚和环氧烷的加合物。更优选使用双酚和环氧烷的加合物或双酚和环氧烷的加合物和含有2-12个碳原子的烷撑二醇的混合物。
多元醇(PO)的具体实例包括含有三个或多个羟基的脂肪醇(例如，丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨醇)；含有三个或多个羟基的多酚(例如，三苯酚PA、线型酚醛树脂和甲酚线型酚醛树脂)；上述多酚和环氧烷的加合物等。
适合的聚羧酸(PC)包括二羧酸(DIC)和含有三个或多个羧基的多元羧酸(TC)。优选单独使用二羧酸(DIC)或二羧酸(DIC)中加有少量多元羧酸(TC)的混合物。
二羧酸的具体实例包括烷撑二羧酸(例如，琥珀酸、己二酸和癸二酸)；烯撑二羧酸(例如，顺丁烯二酸和反丁烯二酸)；芳香二羧酸(例如，邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸，以及萘二甲酸)等。在这些化合物中，优选使用含有4-20个碳原子的烯撑二羧酸和含有8-20个碳原子的芳香二羧酸。
含有三个或多个羟基的多元羧酸(TC)的具体实例包括含有9-20个碳原子的芳香多元羧酸(例如，偏苯三酸和1，2，4，5-苯四酸)。
上述的聚羧酸的酸酐或低烷基酯(例如，甲基酯、乙基酯或异丙基酯)可用做聚羧酸(PC)与多羟基化合物(PO)反应。
多羟基化合物(PO)与聚羧酸(PC)的适合的混合比率(即，当量比(equivalence ratio)[OH]/[COOH])为2/1到1/1，优选为1.5/1到1/1，更优选为1.3/1到1.02/1。
聚异氰酸酯(PIC)的具体实例包括脂肪族聚异氰酸酯(例如，四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和2，6-二异氰酸甲基己酸酯)；脂环族聚异氰酸酯(例如，异佛乐酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯)；芳香二异氰酸酯(didicosycanates)(例如，甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯)；芳香脂肪族二异氰酸酯(α，α，α’，α’-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯)；异氰脲酸酯；上述的聚异氰酸酯用苯酚衍生物、肟或己内酰胺嵌段形成的嵌段聚异氰酸酯等。这些化合物可单独使用或结合使用。
聚异氰酸酯(PIC)与含有羟基的聚酯的适合的混合比率(即，[NCO]/[OH]之比)为5/1到1/1，优选为4/1到1.2/1，更优选为2.5/1到1.5/1。如果[NCO]/[OH]比率太大，降低调色剂的低温可固定性(low temperaturefixability)。反之，如果[NCO]/[OH]比率太小，则降低改性聚酯中脲基的含量，因此降低调色剂的热补偿阻力(hot-offset resistance)。
端部具有聚异氰酸酯(PIC)基团的聚酯预聚物(A)中的构成组分聚异氰酸酯的含量为0.5-40％重量，优选1-30％重量，更优选2-20％重量。当含量太低时，调色剂的热补偿阻力降低，并且调色剂的耐热性和低温固定性也变差。相反，当该含量太高，调色剂的低温固定性变差。
聚异氰酸酯预聚物(A)分子中所含的异氰酸酯的个数至少为1，优选平均为1.5-3，更优选平均为1.8-2.5。当异氰酸酯基团的个数太低(每一个分子少于1个)时，所得到的脲改性的聚酯的分子量降低了，并因而使热补偿阻力变差。
将与聚酯预聚物反应的胺(B)的具体实例包括二胺(B1)、含有三个或多个氨基的多胺(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)和上述的胺(B1-B5)嵌段形成的嵌段胺(B6)。
二胺(B1)的具体实例包括芳香二胺(例如，苯二胺、二乙基甲苯二胺和4，4’-二氨基二苯基甲烷)；脂环族二胺(例如，4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二环己基甲烷、二氨基环己烷和异佛乐酮二胺)；脂肪族二胺(例如，乙二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺)等。
含有三个或多个氨基的多胺(B2)的具体实例包括二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。2-氨基醇(B3)的具体实例包括乙醇胺和羟乙基苯胺。氨基硫醇(B4)的具体实例包括氨基乙基硫醇和氨基炳基硫醇。氨基酸(B5)的具体实例包括氨基丙酸和氨基己酸。嵌段胺(B6)的具体实例包括由上述B1-B5中的一种胺与酮，例如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮反应制备的酮亚胺(ketimine)化合物、噁唑啉化合物等。这些化合物中，优选使用二胺(B1)以及二胺(B1)与少量多胺(B2)混合的混合物。
含有异氰酸酯基的预聚物(A)与胺(B)的混合比率(即，[NCO]/[NHx]之比)为1/2到2/1，优选为1.5/1到1/1.5，更优选为1.2/1到1/1.2。如果混合比率太低或太高，则生成的脲-改性聚酯的分子量降低，这导致降低生成的调色剂的热补偿阻力。
改性聚酯可包括尿烷键(urethane bonding)以及脲键(urea bonding)。脲键和尿烷键的摩尔比(脲/尿烷)为100/0到10/90，优选为80/20到20/80，更优选为60/40到30/70。如果脲键的含量太低，则会降低生成的调色剂的热补偿阻力。
制备改性聚酯(i)的方法有，例如单步法或预聚物法。改性树脂(i)的重均分子量不小于10,000，优选为20,000-10,000,000，更优选为30,000-1,000,000。如果重均分子量太低，则会降低生成的调色剂的热补偿阻力。当与未改性的聚酯树脂(ii)结合使用时，不用具体限制改性聚酯的数均分子量(即，应主要控制重均分子量以使其在上述地范围之内)。也就是，控制改性聚酯树脂的重均分子量优先于控制其数均分子量。然而当单独使用改性聚酯时，数均分子量为2,000-15,000，优选为2,000-10,000，更优选为2,000-8,000。如果数均分子量太高，则会降低生成的调色剂的低温可固定性，此外当此调色剂用做彩色调色剂时，会降低整个彩色图像的光泽。
在聚酯预聚物(A)和胺(B)制备改性聚酯(i)的交联反应和/或伸长反应中，如有需要，可使用反应抑制剂来控制生成的改性聚酯的分子量。这种反应抑制剂的具体实例包括单胺(例如，二乙基胺、二丁基胺、丁基胺和月桂基胺)和将上述单胺嵌段所制备的嵌段胺(例如，酮亚胺化合物)。
未改性聚酯本发明成像装置用的调色剂不仅包括上述的改性聚酯树脂(i)，而且包括用作调色剂粘合剂树脂的未改性聚酯(ii)。通过结合改性聚酯(i)和未改性聚酯(ii)，可改进调色剂的低温可固定性，此外该调色剂可产生光泽好的彩色图像。
适合的未改性聚酯(ii)包括多羟基化合物(PO)和聚羧酸(PC)的缩聚产物。多羟基化合物(PO)和聚羧酸(PC)的具体实例是上述用于改性聚酯(i)中的那些。此外，适合的多羟基化合物(PO)和聚羧酸(PC)的具体实例也是上述的那些。
此外，由不同于脲键合的键合(例如尿烷键合)改性的聚酯树脂和完全没有改性的聚酯树脂也可用作未改性聚酯(ii)。
如果改性聚酯(i)和未改性聚酯(ii)的混合物被用作粘合剂树脂，改性聚酯(i)优选地至少部分地与未改性聚酯(ii)混合以改进生成的调色剂的低温可固定性和热补偿阻力。也就是，改性聚酯(i)优选含有与未改性聚酯(ii)相似的结构。改性聚酯(i)和未改性聚酯(ii)的混合比率为5/95到80/20，优选为5/95到30/70，更优选为5/95到25/75，还更优选为7/93到20/80。如果改性聚酯(i)的添加量太少，则会降低生成的调色剂的热补偿阻力，此外很难将高温可保存性和低温可固定性良好地结合起来赋予生成的调色剂。
本发明调色剂用的未改性聚酯的最高分子量(peak molecular weight)为1,000到10,000，优选为2,000到8,000，更优选为2,000到5,000。如果最高分子量太低，则会降低调色剂的高温可保存性(high temperaturepreservability)。反之，如果最高分子量太高，则会降低调色剂的低温可固定性。
未改性聚酯(ii)优选含有不小于5mg KOH/g的羟基值(hydroxyl value)，优选为10-120mg KOH/g，更优选为20-80mg KOH/g。如果羟基值太低，那么很难将高温可保存性和低温可固定性良好地结合起来赋予生成的调色剂。
未改性聚酯(ii)优选含有1-5mg KOH/g的酸值，更优选含有2-4mgKOH/g。更具体地，当具有高酸值的蜡被用作调色剂的脱模剂时，粘合剂树脂优选含有低酸值以将良好的充电能力和高电阻赋予生成的调色剂。
本发明的调色剂中，粘合剂树脂(即，改性聚酯和未改性聚酯)优选含有35-70℃的玻璃转化温度(Tg)，更优选为55-65℃。如果玻璃转化温度太低，则会降低调色剂的高温可保存性。反之，如果玻璃转化温度太高，则会降低调色剂的低温可固定性。因为改性聚酯被用作粘合剂树脂，所以即使改性聚酯树脂具有较低的玻璃转化温度，生成的调色剂比常规的包括聚酯树脂为粘合剂树脂的调色剂具有更好的高温可保存性。
着色剂本发明的调色剂包括着色剂。
本发明调色剂中用的适合的着色剂包括已知的染料和颜料。着色剂的具体实例包括碳黑、苯胺黑染料、氧化铁黑、萘酚黄S、汉撒黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉撒黄(GR、A、RN和R)，颜料黄L，联苯胺黄(G和GR)，永固黄(NCG)，硫化坚牢黄(5G和R)，酒石黄色淀，喹喔啉黄色淀，Anthrazane Yellow BGL，异吲哚啉酮黄，氧化铁红，铅丹，铅橙，镉红，镉汞红，锑橙，永固红4R，对位红，颜料火红，对氯-邻硝基苯胺红，立索坚牢猩红G，亮坚牢猩红，亮洋红BS，永固红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)，坚牢猩红VD，硫化坚牢玉红B，亮猩红G，立索玉红GX，永固红F5R，亮洋红6B，颜料猩红3B，枣红5B，甲苯胺紫红，永固枣红F2K，日光枣红BL，枣红10B，BON紫红光(BON Maroon Light)，BON紫红介质(BON MaroonMedium)，曙红色淀，若丹明色淀B，若丹明色淀Y，茜素色淀，硫靛红B，硫靛紫红，油红，喹吖啶酮红，吡唑啉酮红，多偶氮红，铬朱红，联苯胺橙，peryone orange，油橙，钴蓝，青天蓝，碱性蓝色淀，孔雀蓝色淀，维多利亚蓝，无金属的酞菁蓝，酞菁蓝，牢固天空蓝，阴丹士林蓝(RS和BC)，靛青，群青，普鲁士蓝，蒽醌蓝，牢固紫B，甲基紫色淀，钴紫，锰紫，二噁烷紫，蒽醌紫，铬绿，锌绿，镉绿，浓绿色染料，翡翠绿，颜料绿B，萘酚绿B，绿金，酸绿色淀，孔雀绿色淀，酞菁绿，蒽醌绿，氧化钛，氧化锌，锌钡白等。这些物质可单独使用或结合使用。
按重量计算，调色剂中着色剂的含量优选为调色剂总重量的1-15％，更优选为3-10％。
通过结合着色剂和树脂所制备的颜料母批料(master bateh pigment)可用作本发明成像装置用的调色剂的着色剂。颜料母批料用的或与颜料母批料结合使用的树脂的具体实例包括上述的改性和未改性的聚酯树脂；苯乙烯聚合物和取代的苯乙烯聚合物，例如聚苯乙烯，聚对氯苯乙烯和聚乙烯甲苯；苯乙烯共聚物，例如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物，苯乙烯-丙烯共聚物，苯乙烯-乙烯甲苯共聚物，苯乙烯-乙烯萘共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物，苯乙烯-乙基丙烯酸酯共聚物，苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物，苯乙烯-异丁烯酸甲酯共聚物，苯乙烯-异丁烯酸乙酯共聚物，苯乙烯-异丁烯酸丁酯共聚物，苯乙烯-α-氯异丁烯酸甲酯共聚物，苯乙烯-丙烯腈共聚物，苯乙烯-乙烯甲基酮共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-异戊二烯共聚物，苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物，苯乙烯-顺丁烯二酸共聚物和苯乙烯-顺丁烯二酸酯共聚物；其它的树脂，例如聚异丁烯酸甲酯，聚异丁烯酸丁酯，聚氯乙烯，聚乙烯乙酸酯，聚乙烯，聚丙烯，环氧树脂，环氧多元醇树脂，聚氨酯树脂，聚酰胺树脂，聚乙二醇缩丁醛树脂，丙烯酸树脂，松香，改性松香，萜烯树脂，脂肪烃或脂环烃树脂，芳香石油(petroleum)树脂，氯化石蜡(chlorinated paraffin)和固体石蜡(paraffinwax)等。可单独使用或结合使用这些树脂。
通常，混合树脂和着色剂并通过向其施加高剪切应力以捏和树脂和着色剂可制备本发明成像装置中调色剂用的母炼胶。在这种情况下，能够使用有机溶剂以提高着色剂和树脂之间的相互作用。此外，可优选使用冲洗法，将包括着色剂的水性糊剂和有机溶剂的树脂溶液混合，以将着色剂转移到树脂溶液中，然后分离和清除水性液体和有机溶液，其原因是可以就这样使用所生成的着色剂的湿饼。当然，通过干燥湿饼所制备的干粉也可用作着色剂。在这种情况下，可优选使用用于通过施加高剪切应力来捏和混合物的三辊辗压磨。
电荷控制剂本发明成像装置中用的调色剂包括电荷控制剂。
电荷控制剂的具体实例包括已知的电荷控制剂，例如苯胺黑染料(Nigrosine dyes)，三苯基甲烷染料，包括铬的金属络合物染料，钼酸的螯合化合物，若明丹染料，烷氧胺，季铵盐(包括氟改性季铵盐)，烷基酰胺，磷和包括磷的化合物，钨和包括钨的化合物，含氟的活化剂，水杨酸的金属盐和水杨酸衍生物等。
市场上可购买的电荷控制剂产品的具体实例包括BONTRON_03(苯胺黑染料)，BONTRON_P-51(季铵盐)，BONTRON_S-34(含金属的偶氮染料)，E-82(α-萘酚酸的金属络合物)，E-84(水杨酸的金属络合物)，E-89(酚缩合产物)，这些是Orient Chemical Industries Co.Ltd.生产的；TP-302和TP-415(季铵盐的钼络合物)，这些是Hodogaya Chemical Cp.Ltd.生产的；COPY CHARGE_PSY VP 2038(季铵盐)，COPY BLUE_(三苯基甲烷衍生物.)，COPY CHARGE_NEG VP 2036和NX VP434(季铵盐)，这些是Hoechst AG生产的；铜酞菁(copper phthalocyanine)，苝(perylene)，喹吖啶酮(quinacridone)，偶氮(azo)颜料和含有诸如磺酸酯基、羧基和季铵基官能团的聚合物等。
确定电荷控制剂的含量取决于所使用的粘合剂的种类、是否加入添加剂、生产调色剂所使用的方法(例如，分散法)，对其没有特别限定。然而，按每100份调色剂中所含的粘合剂树脂的重量计算，电荷控制剂含量通常为0.1-10份，优选为0.2-5份。如果含量太高，调色剂具有太大的电量，因此显影辊吸引调色剂的静电力增加，这导致降低调色剂的流动性以及减小调色剂图像的图像密度。
脱模剂本发明成像装置中用的调色剂包括脱模剂。适合的脱模剂包括熔点为50-120℃的蜡。当调色剂中包括此蜡时，蜡被分散在粘合剂树脂中，在定影辊和调色剂颗粒之间充当脱模剂。因此可改进热补偿阻力，而无需向所用的定影辊施加油。
本发明中，用差示扫描量热仪(DSC)测量脱模剂的熔点，将测得最大吸收峰定义为熔点。
脱模剂的具体实例包括天然蜡，例如植物蜡如巴西棕榈蜡，棉蜡，日本蜡(Japan waxes)和米蜡(rice wax)；动物蜡如蜂蜡和羊毛脂；矿物蜡如地蜡和纯地蜡；石油蜡如石蜡，微晶蜡和矿蜡。此外，也可使用合成蜡。合成蜡的具体实例包括合成烃蜡如Fisher-Tropsch蜡和聚乙烯蜡；合成蜡如酯蜡，酮蜡和醚蜡。还可使用脂肪酸酰胺如1，2-羟基硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺和苯二甲酸酸酐酰亚胺；低分子量的晶体聚合物如侧链含有长链烷基的丙烯酸均聚物和共聚物，例如聚正十八烷基异丁烯酸酯，聚正月桂基异丁烯酸酯和正十八烷基丙烯酸酯-异丁烯酸乙酯共聚物。
可用母炼胶和粘合剂树脂捏和电荷控制剂和脱模剂。此外，制备调色剂组成液体时，可将电荷控制剂和脱模剂加入有机溶剂中。
外部添加剂可将所制备的调色剂颗粒(即，母体调色剂)与外部添加剂混合有助于改进调色剂的流动性、显影性质和充电能力。适合的外部添加剂包括粒状无机物质。粒状无机物质优选具有主要颗粒直径为5nm-2μm，更优选为5nm-500nm。此外，由BET法所测的此类粒状无机物质的比表面优选为20-500m2/g。按重量计算，外部添加剂的含量优选为调色剂组成总重量的0.01-5％，更优选为0.01-2.0％。
此类粒状无机物质的具体实例包括硅石、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、石灰砂、硅藻土、氧化铬、氧化铈、氧化铁红、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅和氮化硅等。
在这些粒状无机物质，优选使用憎水硅石和憎水氧化钛的组合。更具体地，当各自平均颗粒直径不大于50nm的憎水硅石和憎水氧化钛用作外部添加剂时，可提高外部添加剂和调色剂颗粒之间静电力和范德华力，因此生成的调色剂含有适当的电量。此外，即使当调色剂在显影设备中受到搅拌，外部添加剂也几乎不从调色剂颗粒上脱落，因此几乎不生成图像缺陷，例如白斑和图像遗漏。而且，可减少在图像承载部件上残余的调色剂颗粒的数量。
使用粒状氧化钛作为外部添加剂时，即使改变环境条件，生成的调色剂能稳定地产生具有适当图像密度的调色剂图像。然而，特别地，当粒状氧化钛的数量比粒状硅石的数量多时，所生成的调色剂组成的电荷增加性能容易降低。然而，当按重量计算，憎水硅石与憎水氧化钛的含量是调色剂颗粒重量的0.3-1.5％时，调色剂的电荷增加性能没有降低。也就是，即使长时间反复使用，调色剂可产生好的图像。
下文说明本发明调色剂的制造方法。然而，制造方法并不局限于此。
(1)首先，将包括着色剂、未改性聚酯树脂、含有异氰酸酯基的聚酯预聚物和脱模剂的调色剂组成溶解或分散在有机溶剂中，制备调色剂组成液体。
适当的有机溶剂包括沸点低于100℃的有机溶剂，这样溶剂就会容易从所得到的调色剂颗粒分散体中除掉。
有机溶剂的具体实例包括甲苯，二甲苯，苯，四氯化碳，二氯甲烷，1，2-二氯乙烷，1，1，2-三氯乙烷，氯仿，单氯苯，1，2-二氯乙烷，乙酸甲酯，乙酸乙酯，甲基乙基酮和甲基异丁基酮等。这些溶剂可单独使用或结合使用。更具体地，优选使用芳香溶剂，例如甲苯和二甲苯；卤代烃，例如1，2-二氯乙烷，氯仿和四氯化碳。
按使用的聚酯预聚物每100份重量计算，有机溶剂的添加量为0-300份，优选为0-100份，更优选为25-70份。
(2)然后，在表面活性剂和粒状树脂的存在下，于水性介质中乳化调色剂组成液体。
适合的水性介质包括水，水与醇(例如，甲醇，异丙醇和乙二醇)，二甲基甲酰胺，四氢呋喃，溶纤剂(例如，甲基溶纤剂)和低级酮(丙酮和甲基乙基酮)的混合物。
水性介质(A)和调色剂组成液体(T)的混合比率(A/T)为按重量计5/100-2000/100，优选为按重量计100/100-1000/100。如果水性介质含量太低，则不能充分分散调色剂组成液体，因此不能生成具有所需要颗粒直径的调色剂颗粒。反之，如果水性介质的含量太高，则会增加调色剂的生产成本。
当将调色剂组成液体分散在水性介质中时，优选使用分散剂制备稳定的分散体。
表面活性剂的具体实例包括阴离子表面活性剂，例如烷基苯磺酸盐，α-烯烃磺酸盐和磷酸盐；阳离子表面活性剂，例如胺盐(例如，烷基胺盐，氨基醇脂肪酸衍生物，聚胺脂肪酸衍生物和咪唑啉)和季铵盐(例如，烷基二甲基铵盐，二烷基二甲基铵盐，烷基三甲基苯基铵盐，吡啶鎓盐，烷基异喹啉鎓盐和苯索氯铵)；非离子表面活性剂，例如脂肪酸酰胺衍生物，多羟基醇的衍生物；两性表面活性剂，例如丙氨酸，十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸，二(辛基氨基乙基)甘氨酸，N-烷基-N，N-二甲基甜菜碱铵。
通过使用含有氟烷基的表面活性剂，即使使用少量表面活性剂，也能制备好的分散体。含有氟烷基的阴离子表面活性剂的具体实例包括含有2-10个碳原子的氟烷基羧酸及其金属盐，全氟辛烷磺酰谷氨酸二钠，3-{Ω-氟烷基(C6-C11)氧}-1-烷基(C3-C4)磺酸钠，3-{Ω-氟烷酰基(C6-C8)-N-乙基氨基}-1-丙烷磺酸钠，氟烷基(C11-C20)羧酸及其金属盐，全氟烷基羧酸及其金属盐，全氟烷基(C4-C12)磺酸及其金属盐，全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺，N-丙基-N-(2-羟基乙基)全氟辛烷磺酰胺，全氟烷基(C6-C10)氨磺酰丙基三甲基铵盐，全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰甘氨酸的盐，单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸酯等。
市场上可购买的此类含有氟烷基的表面活性剂产品的具体实例包括Asahi Glass Co.，Ltd.生产的SURFLON_S-111，S-112和S-113；Sumitomo3M Ltd.生产的FRORARD_FC93，FC-95，FC-98和FC-129；DaikinIndustries，Ltd.生产的UNIDYNE_DS-101和DS-102；Dainippon Ink andChemicals，Inc.生产的MEGAFACE_F-110，F-120，F-113，F-191，F-812和F-833；Tohchem Products Co.，Ltd.生产的ECTOP_EF-102，103，104，105，112，123A，306A，501，201和204；Neos生产的FUTARGENT_F-100和F-150。
含有氟烷基的阳离子表面活性剂的具体实例包括伯、仲和叔脂肪胺酸，脂肪季铵盐(例如，全氟烷基(C6-C10))氨磺酰丙基三甲基铵盐)，苯索氯铵，苯扎氯铵，吡啶鎓盐，咪唑啉鎓盐等，其中皆含有氟烷基。其市场上可购买的产品的具体实例包括SURFLON_S-121(来自Asahi Glass Co.，Ltd.)；FRORARD_FC-135(来自Sumitomo 3M Ltd.)；UNIDYNE_DS-202(来自Daikin Industries，Ltd.)；MEGAFACE_F-150和F-824(来自Dainippon Ink and Chemicals，Inc.)；ECTOP_EF-132(来自Tohchem ProductsCo.Ltd.)；FUTARGENT_F-300(来自Neos)等。
此外，可加入粒状聚合物以稳定形成在水性介质中所生成的母体调色剂颗粒。因此，可优选地将粒状聚合物加入水性介质中，以使颗粒聚合物以10-90％的覆盖率覆盖母体调色剂的表面。
粒状聚合物的具体实例包括颗粒直径为1-3μm的粒状聚异丁烯酸甲酯，颗粒直径为0.5-2μm的粒状聚苯乙烯，颗粒直径为1μm的粒状苯乙烯-丙烯腈共聚物等。市场上可购买的粒状聚合物的具体实例包括PB-200H(来自Kao Corp.)，SGP(来自Soken Chemical & Engineering Co.Ltd.)，TECHNOPOLYMER_SB(来自Sekisui Plastics Co.，Ltd.)，SPG-3G(来自SokenChemical & Engineering Co.Ltd.)，MICROPEARL_(来自Sekisui FineChemical Co.，Ltd.)等。
此外，可将无机分散剂加入水性介质中。无机分散剂的具体实例包括磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、硅胶、羟基磷灰石等。
而且，使用聚合保护胶体以及上述的无机分散剂和/或粒状聚合物，可稳定地在水性介质中分散调色剂组分。此类保护胶体的具体实例包括通过使用诸如酸单体(例如，丙烯酸，异丁烯酸，α-氰基丙烯酸，α-氰基异丁烯酸，衣康酸，巴豆酸，反丁烯二酸，顺丁烯二酸和顺丁烯二酸酐)，含有羟基的丙烯酸单体(例如，β-羟乙基丙烯酸酯，β-羟乙基异丁烯酸酯，β-羟丙基丙烯酸酯，β-羟丙基异丁烯酸酯，γ-羟丙基丙烯酸酯，γ-羟丙基异丁烯酸酯，3-氯-2-羟丙基丙烯酸酯，3-氯-2-羟基异丁烯酸丙酯，二乙二醇单丙烯酸酯，二乙二醇单异丁烯酸酯，甘油单丙烯酸酯，N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基异丁烯酰胺)，乙烯醇及其醚(例如，乙烯基甲基醚，乙烯基乙基醚和乙烯基丙基醚)，乙烯醇和含有羧基化合物的酯(例如，乙酸乙烯酯，丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯)，丙烯酰胺(例如，丙烯酰胺和异丁烯酰胺和二丙酮丙烯酰胺)和它们的羟甲基化合物，酰氯(例如，丙烯酰氯和氯代异丁烯酰氯)和含有氮原子或脂肪环上含有氮原子的单体(例如，乙烯吡啶，乙烯吡咯烷酮，乙烯咪唑和吖丙啶)所制备的聚合物和共聚物。
此外，下列聚合物，如聚氧乙烯化合物(例如，聚氧乙烯，聚氧丙烯，聚氧乙烯烷基胺，聚氧丙烯烷基胺，聚氧乙烯壬基苯基醚，聚氧乙烯月桂基苯基醚，聚氧乙烯硬脂基苯基酯和聚氧乙烯壬基苯基酯)；纤维素化合物，例如甲基纤维素，羟基乙基纤维素和羟基丙基纤维素，也可用作聚合保护胶体。
对分散方法没有具体限定，可使用低速剪切法，高速剪切法，摩擦法，高压喷射法，超声法等。在这些方法中，因为很容易制备颗粒直径为2μm-20μm的颗粒，所以优选使用高速剪切法。此处，颗粒直径(2-20μm)是指包括液体的颗粒的颗粒直径。
使用高速剪切型分散仪时，虽然没有具体限制旋转速度，但是旋转速度通常为1,000-30,000rpm，优选为5,000-20,000rpm。虽然也没有具体限制分散时间，但是分散时间通常为0.1-5分钟。在分散过程中，温度通常为0-150℃(压力下)，优选为40-98℃。
(3)当调色剂组分被分散在水性介质中时，同时把胺(B)加入水性介质中，使其与含有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)反应。
伴随着这种反应的是聚酯预聚物(A)分子链的交联和/或伸长反应。虽然可以根据胺(B)与所使用的聚酯预聚物的反应活性确定反应时间，但是反应时间通常为从10分钟到40小时，优选从为2小时到24小时。反应温度为从0℃到150℃，优选为40℃到98℃。此外，如果需要，反应中可使用已知的催化剂，例如月桂酸二丁基锡和月桂酸二辛基锡。
(4)反应后，从所生成的分散体(乳剂或反应产物)中清除有机溶剂，然后冲洗并干燥固体成分。因此，制备出母体调色剂。
为清除有机溶剂，在搅拌下逐渐地加热整个系统以形成层流。然后在一定温度范围内剧烈搅拌系统以制备具有纺锤型(spindle)的母体调色剂。
在这种情况下，当使用溶于酸或碱的化合物(例如磷酸钙)作为分散稳定剂时，优选地加入酸(例如盐酸)以溶解该化合物，然后用水冲洗所生成的颗粒以从颗粒中清除磷酸钙。此外，可使用酵解法(zymolytic method)清除磷酸钙。
(5)然后将电荷控制剂牢固地粘附到母体调色剂上。此外，将外部添加剂，例如粒状硅石和粒状氧化钛的结合，粘附到母体调色剂上，制备本发明的调色剂。
通过使用搅拌器等已知方法，可往母体调色剂中加入电荷控制剂和外部添加剂。
通过使用这种制造方法，生成的调色剂具有相对小的颗粒直径和窄的颗粒直径分布。通过在清除溶剂的过程中控制强烈的搅拌，可控制调色剂的形状，使其为所需要的形状，从橄榄球形到真球形。此外，也可控制调色剂的表面状况，使其为所需要的表面，从光滑表面到粗糙表面。
本发明成像装置用的调色剂基本上具有满足下列关系的球形0.5≤r2/r1≤1.0；和0.7≤r3/r2≤1.0，其中r1表示调色剂的长轴颗粒直径，r2表示调色剂的短轴颗粒直径，r3表示调色剂的厚度，其中r3≤r2≤r1。
图7A至7C是用于说明用于本发明调色剂的典型调色剂颗粒的示意图。如图7A至7C所示，当调色剂的长轴颗粒直径用r1表示时，调色剂的短轴颗粒直径用r2表示，调色剂的厚度用r3表示，比率r2/r1优选在0.5和1.0之间，比率r3/r2优选在0.7和1.0之间。
如果比率r2/r1太小(即，调色剂的颗粒形状远不是真球形)，则会调色剂的点再现性和可转印性降低，因此不能生成高质量的图像。此外，因为调色剂具有扁平形，所以如果比率r3/r2太小，则会降低调色剂的可转印性。更具体地，因为可使调色剂绕其长轴旋转，比率r3/r2优选为1.0。在这种情况下，调色剂具有良好的流动性。
通过用扫描电子显微镜观察100个调色剂颗粒，当改变观察角度时，可确定调色剂的颗粒直径r1，r2，r3。
所制备的调色剂可被用作包括非磁性载体的磁性或非磁性单组分显影剂。
当调色剂被用作二组分显影剂时，将调色剂与磁性载体混合。适合的磁性载体包括含有二价金属原子，例如铁，锰，锌和铜的铁素体(ferrite)和磁铁矿(magnetite)。载体的体均颗粒直径优选为20-100μm。如果颗粒直径太小，则会出现在显影过程中载体易于粘附到光感受器上的问题。反之，如果颗粒直径太大，那么载体不会与调色剂充分混合，因此不能对调色剂充分地充电，这导致形成非所需要的图像，例如具有背景显影的图像。
在上述的载体材料中，因为包括锌的铜-铁素体具有高度饱和磁化，所以优选使用包括锌的铜-铁素体。然而，并不局限于此种载体，根据本发明成像装置的显影设备可以选择合适的载体。
可用树脂，例如硅氧烷树脂，苯乙烯-丙烯酸树脂，含氟树脂和石蜡树脂涂敷载体表面。通常用下列方法将此树脂涂敷在载体上(1)将涂层树脂溶解在溶剂中，制备涂层液体；(2)将涂层液体涂敷在载体颗粒上，例如通过使用流化床的喷射法。
另外，也可用下列方法将此树脂涂敷在载体上(1)将树脂静电粘附到载体颗粒的表面；(2)加热树脂使其固定到载体颗粒的表面上。
在载体颗粒上所形成的树脂层的厚度为0.05-10μm，优选为0.3-4μm。
本发明的效果从上述的说明可知，用于清洁充电辊的本发明充电设备的清洁器能有效地长时间清洁粘附到充电辊表面上的外来物质(例如，反向充电的调色剂颗粒和纸灰尘)。因此，充电辊可长时间保持良好的充电性能。当成像装置使用含有本发明清洁器的充电设备时，可生成好的图像，而不会导致诸如不均匀充电的充电问题。
本说明要求以2003年3月3日提交的日本专利申请2003-055090为优先权，并且包括该申请的主题。
权利要求
1.一种充电设备，包括含有金属圆筒和位于金属圆筒上的弹性层的充电辊；为清洁充电辊所设置的清洁器，其包括导电毛刷辊，其包括含有轴的辊；位于辊上的刷毛，其中刷毛包括宽为0.1-20但尼尔、长为0.3-2.5mm、以7,000-46,000根/平方厘米的密度植入的纤维；当偏压被施加到充电辊上时，为将与充电辊基本相同的电势赋予导电毛刷辊所设置的部件。
2.根据权利要求1的充电设备，其中导电毛刷辊具有10-108Ω的电阻。
3.根据权利要求1或2的充电设备，其中纤维是尼龙纤维。
4.根据权利要求1-3中任何一项的充电设备，其中纤维经过底层处理。
5.根据权利要求1-4中任何一项的充电设备，其中所述部件是为连接导电毛刷辊的轴与充电辊的轴所设置的刀片弹簧。
6.根据权利要求1-5中任何一项的充电设备，其中在被充电辊驱动的同时，导电毛刷辊与充电辊一起旋转。
7.根据权利要求1-6中任何一项的充电设备，其中毛刷辊旋转以在其接触点处与充电辊反向相遇。
8.根据权利要求1-7中任何一项的充电设备，其中清洁器还包括为在其纵向使导电毛刷辊振动所设置的振动设备。
9.根据权利要求1-8中任何一项的充电设备，其中清洁器还含有装备在导电毛刷辊的轴上的单向离合器。
10.一种用于清洁充电辊的清洁器，其包括导电毛刷辊，其包括含有轴的辊；和位于辊上的刷毛，其中刷毛包括宽为0.1-20但尼尔、长为0.3-2.5mm、以7,000-46,000根/平方厘米的密度植入的纤维；当偏压被施加到充电辊上时，为将与充电辊基本相同的电势赋予导电毛刷辊所设置的部件。
11.一种处理盒，其包括图像承载部件；和为给图像承载部件充电所设置的充电器，其中充电器是权利要求1-9中任何一项的充电设备。
12.一种成像装置，其包括图像承载部件；为给图像承载部件充电所设置的充电器；为用成影像的光照射充电的图像承载部件以在图像承载部件上形成静电潜像所设置的光照射器；为用包括调色剂的显影剂显影静电潜像以在图像承载部件上形成调色剂图像所设置的显影设备；为转印调色剂图像到接收材料上所设置的转印设备；和为将调色剂图像固定到接收材料上所设置的定影设备，其中充电器是权利要求1-9中任何一项的充电设备。
13.根据权利要求12的成像装置，其中调色剂具有3-8μm的体均颗粒直径(Dv)，并且体均颗粒直径(Dv)和数均颗粒直径(Dn)之比(Dv/Dn)为1.00至1.40。
14.根据权利要求12或13的成像装置，其中调色剂的形态因子SF-1和SF-2分别为100-180和100-180。
15.根据权利有要求12-14中任何一项的成像装置，其中调色剂由包括下列的方法制备将包括至少一种包含其中含有氮原子的官能团的聚酯预聚物、聚酯树脂、着色剂和脱模剂的调色剂组分分散或溶解在有机溶剂中，制备调色剂组成液体；将调色剂组成液体分散在包括能够使聚酯预聚物的官能团反应的化合物的水性介质中，至少进行交联和/或伸长聚酯预聚物的反应之一，并在水性介质中形成调色剂颗粒。
16.根据权利有要求12-15中任何一项的成像装置，其中调色剂满足下列关系0.5≤r2/r1≤1.0；和0.7≤r3/r2≤1.0，其中r1表示调色剂的长轴颗粒直径，r2表示调色剂的短轴颗粒直径，r3表示调色剂的厚度，其中r3≤r2≤r1。
全文摘要
本文提供一种充电设备，其包括含有金属圆筒和位于金属圆筒上的弹性层的充电辊；为清洁充电辊所设置的清洁器，其包括含有具有轴的辊的导电毛刷辊和位于辊上的刷毛，其中刷毛包括宽为0.1－20但尼尔，长为0.3－2.5mm，以7,000－46,000根/平方厘米的密度植入的纤维，当偏压被施加到充电辊上时，为将与充电辊基本上相同的电势赋予清洁器的导电毛刷辊所设置的部件。本文也提供处理盒和包括此充电设备的成像装置。
文档编号A46B7/10GK1527159SQ20041000738
公开日2004年9月8日 申请日期2004年3月2日 优先权日2003年3月3日
发明者柳田雅人, 长岛弘恭, 熊谷直洋, 小池寿男, 三瓶敦史, 川隅正则, 村上荣作, 内谷武志, 大慈弥笃哉, 富田正实, 新谷刚史, 作, 则, 史, 实, 志, 恭, 洋, 男, 笃哉 申请人:株式会社理光